[发明专利]一种加工弯月型薄镜镜面的柔性支撑系统

说明书

技术领域

本发明属于先进光学制造领域，涉及一种光学加工支撑系统，特别大口径弯月型薄镜镜面精密加工中柔性支撑系统。

背景技术

而随着现代光学制造产业的迅猛发展大口径反射镜制造技术朝着口径越来越大，镜子厚度越来越薄，面形精度越来越高的方向发展。传统的大口径反射镜加工支撑系统为固定位移的支撑方式，仅对镜面产生固定作用，属于被动式支撑系统。由于被动支撑系统和能动磨盘的结构导致这种支撑系统仅能对旋转对称的面形残差有较好的去除量，而对于加工非旋转对称的残差面形加工效果不佳。

传统支撑系统中采用柔性支撑方式，有效地减少了能动磨盘对主镜的压应力和支撑点应力突变情况，然而仍无法优化加工非旋转对称残差问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为有效的弥补传统加工中支撑系统对加工非对称残差问题的不足，提供一种配合大口径反射镜加工中使用的底部支撑系统；使加工非对称残差面形更加方便和有效，面形更加平滑，减少高频项。

为了实现上述目的，本发明提供一种加工弯月型薄镜镜面的柔性支撑系统，该系统的技术方案含有面形检测装置、待加工反射镜、多个力传感器、多个柔性支撑、多个气压驱动器、多个气压控制器、气泵、计算机及能动磨盘；其中：

面形检测装置位于待加工反射镜上方，用于检测对待加工反射镜的面形，获取待加工反射镜的面形数据；

每个气压控制器的输入端分别与气泵连接，每两个气压控制器的输出端分别与每个气压驱动器连接；

气泵产生稳定压强的气源；气泵为整个系统提供高压气体；气泵产生的高压气体通过气压控制器传输到气压驱动器中；

计算机与气压控制器连接，计算机发出的数字控制信号对气压控制器输出不同大小的气压压强进行调整控制，计算机生成并输出气压压强控制信号；

每个气压驱动器与气压控制器连接，将气压压强控制信号生成并输出不同大小支撑力数据；

柔性支撑位于力传感器下面和气压驱动器上方；力传感器的上部与待加工反射镜的底部固定连接，力传感器用于支撑待加工反射镜，气压驱动器向柔性支撑施加支撑力，通过柔性支撑将支撑力经过力传感器传递到反射镜底部；

能动磨盘位于待加工反射镜的表面，能动磨盘用于对待加工反射镜上表面进行研磨或抛光处理；

计算机分别连接面形检测装置、各气压控制器和力传感器相连，接收带有面形数据的数字面形信号和监测到支撑力的数字力传感信号；输出控制气压控制器的数字气压控制信号；计算机分析计算能动磨盘在不同位置时的镜面面形的变化，根据所需的面形变化求解出各气压驱动器不同大小的支撑力，再将支撑力转换为数字信号输入到气压控制器，随着加工的进行力传感器实时将受力数据传回计算机与气压驱动支撑装置结合成闭环控制，保证输出力的稳定性和准确性；根据能动磨盘工作期间位置的不断变化，柔性支撑系统也实时调整镜面面形，达到柔性支撑配合能动磨盘加工大口径反射镜面形的目的；计算机中的分析计算单元对面形检测装置得到的面形数据进行分析求解，得到配合能动磨盘加工时最佳的面形实时变形方案；再计算出所需要调节的气压值，对气压控制器进行控制。

本发明的有益效果：本发明通过对待加工面形进行分析得到所需的镜面面形变化，对支撑系统进行实时控制使镜面达到所需面形。本发明避免了传统加工支撑系统无法改变支撑结构的被动支撑方式，增加了气压驱动器。减小了加工难度，缩短了加工周期。

附图说明

图1为本发明中大口径反射镜底部支撑系统示意图。

图2为本发明整个数据处理的流程图。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参考附图，对本发明进一步详细说明。

本发明是一种加工弯月型薄镜镜面的柔性支撑系统，由力传感器、气压驱动器、气泵及气压控制器构成气压驱动支撑装置；应用面形检测装置对待加工弯月型薄镜的面形进行检测，将得到的面形数据传入计算机中；计算机分析计算能动磨盘在不同位置时所需的镜面面形变化。根据所需的面形变化求解出各气压驱动器支撑力大小。再将支撑力转换为数字信号输入到气压控制器；气压控制器调整输出压强控制气压驱动器的输出力；气压驱动器施加支撑力到柔性支撑，再经过力传感器传递到反射镜底部；根据能动磨盘工作期间位置的不断变化，支撑系统也实时调整镜面面形。达到底部支撑系统配合能动磨盘加工大口径弯月型薄镜面形的目的。整个支撑系统可以实时控制待加工薄型镜面面形，配合能动磨盘加工大口径镜面面形。该系统有利于加工局部残差。